[发明专利]一种可酸溶水泥浆及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可酸溶水泥浆及制备方法和应用，属于钻井、完井及固定作业领域。该水泥浆通过以下重量份数的组分制备得到：0.8～1.2份重烧镁砂、0.5～1.0份氯化镁、0.05～0.15份碳酸镁、0.1～0.4份碳酸钙、0.01～0.05份缓凝剂、0.03～0.06份降失水剂、0.3～0.6份水。该水泥浆，通过采用重烧镁砂、氯化镁、碳酸镁、碳酸钙与其他组分协同反应，得到可溶于酸的水化产物，以便于硬化后的水泥浆在酸液中溶解，进而便于在完井作业中，疏通射孔孔眼及裂缝内的水泥屑。通过添加降失水剂和缓凝剂并与其他组分协同反应，减少了水泥浆的失水量，减缓了水泥浆的稠化及硬化速度，进而使水泥浆具有良好的流动性。并且该水泥浆在温度高于50℃时的稠化时间长，能够满足油气井固井作业的要求。

技术领域

本发明涉及钻井、完井及固定作业领域，特别涉及一种可酸溶水泥浆及其制备方法和应用。

背景技术

在油气田固井作业中，需要在井眼和套管之间灌注流动性好的水泥浆，水泥浆在硬化后形成水泥环，并封隔地层内的油、气、水等，以避免油、气、水等进入井眼内损坏套管，还可避免井眼坍塌。在完井作业中，为了提高开采效率，可通过射孔压裂作业使井眼的壁上产生孔眼及裂缝，而孔眼及裂缝中容易残留硬化后的水泥屑，不易清除。基于上述可知，提供一种流动性好，硬化后容易被清除的水泥浆是十分必要的。

现有技术提供了两种可酸溶水泥浆，第一种可酸溶水泥浆为在普通的油井水泥浆制备过程中添加可溶于酸的碳酸钙，即该水泥浆通过以下组分制备得到：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、碳酸钙、水。第二种可酸溶水泥浆为镁氧水泥浆，镁氧水泥浆通过以下组分制备得到：氧化镁、六水氯化镁、水。在应用时，按照上述组分配制水泥浆(上述组分协同反应后形成水化产物)，并通过控制固井水泥车将水泥浆注入井眼与套管之间的环形间隙中，以起到保护井眼和套管的作用。在射孔压裂作业后，射孔孔眼及裂缝内容易被水泥屑封堵，通过向井内注入酸液，使水泥屑溶解，进而疏通射孔孔眼及裂缝，以提高油气的开采效率。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的第一种水泥浆中，仅碳酸钙能够溶于酸，所以在经过酸洗后，残留于射孔孔眼及裂缝内的水泥屑不能完全溶解。第二种水泥浆在温度高于50℃时，易稠化并硬化，流动性变差，而油气井井内的温度为30℃～100℃，故镁氧水泥浆不能满足油气井固井作业的要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种在温度高于50℃时，流动性好，能够满足油气井固井作业的要求，并且在水泥浆硬化后能够在酸液中完全溶解的水泥浆及其制备方法和应用。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种可酸溶水泥浆，所述水泥浆通过以下重量份数的组分制备得到：

0.8～1.2份重烧镁砂、0.5～1.0份氯化镁、0.05～0.15份碳酸镁、0.1～0.4份碳酸钙、0.01～0.05份缓凝剂、0.03～0.06份降失水剂、0.3～0.6份水。

具体地，作为优选，用于制备所述水泥浆的组分还包括：0.005～0.01重量份超细二氧化硅、0.01～0.04重量份磷酸铵、0.01～0.05重量份三聚磷酸钠。

具体地，作为优选，所述超细二氧化硅的粒度为2～9μm。

具体地，作为优选，所述水泥浆通过以下重量份数的组分制备得到：

1份所述重烧镁砂、0.6～0.8份所述氯化镁、0.08～0.12份所述碳酸镁、0.2～0.3份所述碳酸钙、0.02～0.04份所述缓凝剂、0.04～0.05份所述降失水剂、0.006～0.008份所述超细二氧化硅、0.02～0.03份所述磷酸铵、0.02～0.03份所述三聚磷酸钠、0.4～0.5份所述水。

具体地，作为优选，所述重烧镁砂通过将天然菱镁石置于高温竖窑内，并在1400～1800℃下煅烧得到。